北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究

劉翠青

關(guān)鍵詞 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 產(chǎn)業(yè)化 研究

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，其與定位、導(dǎo)航等信息載體的融合更加深入。如今，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。立足于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的新階段，我們要注重實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的目標(biāo)。

1北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

1.1北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，直接關(guān)系到國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已經(jīng)成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新“武器”。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由我國(guó)自主研制，于2003 年正式運(yùn)營(yíng)并對(duì)民眾開放。隨著技術(shù)的發(fā)展和完善，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用范圍不斷拓寬，已經(jīng)深入測(cè)繪、電信和水利等部門。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在技術(shù)和應(yīng)用前景方面，但是其在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中也存在一定的局限。相較于國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在應(yīng)用方面尤其在民用方面尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，衛(wèi)星導(dǎo)航的市場(chǎng)需求不斷拓展，為了更好地應(yīng)對(duì)廣闊的市場(chǎng)需求以及發(fā)展機(jī)遇，需要相關(guān)部門采取有力措施提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的有效性，使其在國(guó)防事業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)方面發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由三部分組成：空間星座、地面控制和用戶終端。

空間星座即衛(wèi)星持續(xù)發(fā)射載有導(dǎo)航電文的無(wú)線電波，之后由接收機(jī)完成信息接收工作。衛(wèi)星即混合導(dǎo)航星座，包含靜止軌道衛(wèi)星、侵襲呃地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星。

地面控制包含若干地面站和相關(guān)運(yùn)行管理設(shè)施，其主要功能是追蹤衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的控制。地面控制的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視，同時(shí)開展相關(guān)調(diào)度工作。

用戶終端包含基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)和終端設(shè)備等內(nèi)容。其中，基礎(chǔ)產(chǎn)品包含可以兼容其他系統(tǒng)的芯片等。用戶終端的主要功能是以追蹤坐標(biāo)、運(yùn)行速度等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的追蹤和管理。

2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)打破了相關(guān)國(guó)家在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的壟斷和封鎖，使得我國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有獨(dú)立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家，推動(dòng)了我國(guó)國(guó)防建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，同時(shí)其在森林防火和水利防汛等方面也發(fā)揮著重要作用[1] 。

在應(yīng)用的過(guò)程中，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要存在的問題是應(yīng)用不夠充分，即其注冊(cè)在線的終端用戶量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于設(shè)計(jì)容量，衛(wèi)星資源閑置問題較為突出。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的功能包括精準(zhǔn)定位和精密授時(shí)等，而在民用領(lǐng)域這些功能的作用尚未得到充分發(fā)揮。此外，雖然近幾年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，但北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用尚未形成產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化。

3北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用問題

3.1用戶終端設(shè)備價(jià)格較高

影響北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的問題在于用戶終端設(shè)備價(jià)格較高。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用有源定位技術(shù)體制，這對(duì)用戶終端設(shè)備要求較高，需要用戶終端設(shè)備具備通信功能，從而增加了用戶終端的成本。而且在實(shí)際使用的過(guò)程中，由于終端設(shè)備用戶較少，使得生產(chǎn)成本較高，因此北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在市場(chǎng)上受到來(lái)自GPS 系統(tǒng)的強(qiáng)烈沖擊。

3.2行業(yè)應(yīng)用開拓力度不夠

實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要條件是相關(guān)政策的有力支持。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)之初，由于缺乏相關(guān)政策支持，影響了企業(yè)和科研部門對(duì)其的投入力度以及用戶終端設(shè)備的開發(fā)進(jìn)程，這導(dǎo)致用戶終端產(chǎn)品存在價(jià)格高、水平低的問題，制約了它的應(yīng)用和發(fā)展。

3.3民用市場(chǎng)的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)

民用市場(chǎng)的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)也影響了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)用和發(fā)展。造成民用市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)的原因在于缺乏相關(guān)規(guī)劃和市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制。

4北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

4.1總體目標(biāo)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的總體發(fā)展規(guī)劃是建立完備的自主衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)體系，在這個(gè)過(guò)程中要注重對(duì)核心技術(shù)的研發(fā)工作，不斷完善基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)還要推出相應(yīng)的法規(guī)、政策和標(biāo)準(zhǔn)體系，從而不斷提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.2工作定位

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自投入運(yùn)營(yíng)之初就將帶動(dòng)北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為工作目標(biāo)，其在應(yīng)用過(guò)程中的重點(diǎn)是解決基礎(chǔ)共性問題，以更好地發(fā)揮市場(chǎng)的導(dǎo)向作用和決定性作用。在此期間，相關(guān)部門需要積極制定決策標(biāo)準(zhǔn)和開展市場(chǎng)監(jiān)管的工作，以此推動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)健康、穩(wěn)定發(fā)展。

4.3工作思路

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本工作思路是“統(tǒng)籌軍民、統(tǒng)籌建用、統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)外”，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中要注重“三抓”，即抓好基礎(chǔ)產(chǎn)品研發(fā)、基礎(chǔ)共性平臺(tái)和應(yīng)用示范工程。同時(shí)，還要重視總體設(shè)計(jì)、政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)化、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、對(duì)外宣傳的支撐作用，即五項(xiàng)支撐。

首先抓好基礎(chǔ)產(chǎn)品研發(fā)要合理利用國(guó)內(nèi)資源，推動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)公開化，積極研發(fā)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的芯片模塊系統(tǒng)產(chǎn)品，以此不斷強(qiáng)化北斗產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。其次是抓好基礎(chǔ)共性平臺(tái)，建設(shè)基礎(chǔ)共性平臺(tái)的關(guān)鍵在于打破行業(yè)壁壘，破解條塊分割，在此基礎(chǔ)上建立北斗地基，增強(qiáng)系統(tǒng)和高精度時(shí)空信息服務(wù)平臺(tái)的作用，著力解決體系化的“最后一公里”的問題。最后要抓好應(yīng)用示范工程，從國(guó)家戰(zhàn)略出發(fā)選取具有典型性和重大影響的工程項(xiàng)目，在開展工程的過(guò)程中需要相關(guān)部門共同參與。

五項(xiàng)支撐的第一步是總體設(shè)計(jì)，在開展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中要做好頂層規(guī)劃工作，以此推動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)朝產(chǎn)業(yè)化和國(guó)際化方向發(fā)展。其次要積極運(yùn)用政策法規(guī)保障項(xiàng)目順利推進(jìn)，其主要內(nèi)容是開展相關(guān)法規(guī)政策的研究和制定工作。做好五項(xiàng)支撐需要推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作，即在國(guó)內(nèi)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相互對(duì)接。知識(shí)產(chǎn)權(quán)即在運(yùn)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的過(guò)程中要積極構(gòu)建北斗全球系統(tǒng)信號(hào)體制核心專利體系，積極開展知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)工作。最后要注重開展對(duì)外宣傳工作。

5北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用

5.1北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的功能

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的功能包含定位、導(dǎo)航、授時(shí)和短報(bào)文四方面。

一直以來(lái)我國(guó)執(zhí)行導(dǎo)航任務(wù)主要依托GPS，而隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用范圍不斷拓寬，結(jié)束了僅依靠GPS 開展工作的局面。相較于GPS，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具備精準(zhǔn)性更高、誤差更小的優(yōu)勢(shì)，而且可以實(shí)現(xiàn)終端自動(dòng)匯報(bào)位置，從而使得在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中實(shí)時(shí)了解終端動(dòng)態(tài)，進(jìn)行更好地應(yīng)用于指揮機(jī)構(gòu)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航功能與GPS 相似，而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以有效解決因單一信號(hào)所導(dǎo)致的問題，提高了導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和可靠性。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)接收不同衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的目的，而且準(zhǔn)確性更高。

授時(shí)功能使得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能更好地滿足用戶的需求，不斷提高精準(zhǔn)化程度，這使得其被廣泛應(yīng)用于有高同步需求的行業(yè)，如金融、通信等行業(yè)。

短報(bào)文功能是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所不具備。短報(bào)文功能可以實(shí)現(xiàn)雙向報(bào)文通信，具有更高的傳輸效率。在用戶授權(quán)并完成配置工作之后可以開展終端和指揮機(jī)之間的信息傳輸，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的精準(zhǔn)通信，打破了時(shí)間和距離對(duì)通信的限制，這使得其被廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)距離通信乃至無(wú)線電盲區(qū)通信工作中，在搶險(xiǎn)救災(zāi)和航空作業(yè)等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

5.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的覆蓋范圍非常廣，涵蓋整個(gè)亞太地區(qū)，這使得其進(jìn)入全球組網(wǎng)領(lǐng)域。現(xiàn)階段，信息技術(shù)的完善和發(fā)展推動(dòng)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在服務(wù)、應(yīng)用開發(fā)等領(lǐng)域的發(fā)展，其自身的服務(wù)能力也在不斷提高。目前，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在建設(shè)指揮城市、推動(dòng)交通運(yùn)輸發(fā)展、維護(hù)公共安全等方面發(fā)揮著更為重要的作用。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以運(yùn)用于個(gè)人位置服務(wù)方面，諸如智能手機(jī)、汽車導(dǎo)航定位服務(wù)等領(lǐng)域[2] ;在建設(shè)智慧城市的過(guò)程中也會(huì)運(yùn)用到北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，如應(yīng)用該系統(tǒng)開展對(duì)車輛的監(jiān)督和管理，同時(shí)能夠開展實(shí)時(shí)發(fā)布交通信息等工作;北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在交通運(yùn)輸方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控和開展港口定位調(diào)度監(jiān)控等工作。現(xiàn)階段，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)營(yíng)運(yùn)車輛和內(nèi)河導(dǎo)航設(shè)施等，有效提升了對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的效率和質(zhì)量，同時(shí)能更好地保障道路運(yùn)輸?shù)陌踩?在公共安全方面，應(yīng)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以發(fā)揮其精準(zhǔn)定位的優(yōu)勢(shì)，這一優(yōu)勢(shì)可以提高公安部門調(diào)度警力資源的可視化程度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)警力資源的一體化指揮，進(jìn)而提高資源調(diào)度的效率和質(zhì)量。

6北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的思考和建議

6.1過(guò)去小結(jié)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自建設(shè)以來(lái)在性能以及可靠性上都得到了較大幅度的提升，尤其是北斗三號(hào)的應(yīng)用使得整個(gè)系統(tǒng)的性能得到了較大幅度的加強(qiáng)，并且系統(tǒng)容量、用戶機(jī)功耗、系統(tǒng)的可靠性方面、定位的精準(zhǔn)度以及信號(hào)完好性等相關(guān)的參數(shù)都得到了明顯提高。除此之外，隨著國(guó)內(nèi)自主產(chǎn)品體系逐漸完善，北斗產(chǎn)業(yè)鏈逐漸形成。這不僅使得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全面內(nèi)循環(huán)，并且在芯片、板卡以及天線等各種部件上都已經(jīng)達(dá)到自主可控的目標(biāo)。而在中游終端集成、系統(tǒng)集成以及下游的解決方案、運(yùn)營(yíng)服務(wù)等任務(wù)中，很多公司都會(huì)參與進(jìn)來(lái)。而且，北斗相關(guān)產(chǎn)品除了剛開始需要滿足國(guó)防方面的要求，如今也逐步延伸到各個(gè)行業(yè)。現(xiàn)在，消費(fèi)級(jí)應(yīng)用數(shù)不勝數(shù)，“北斗”也由百姓眼中的“高大上”產(chǎn)品變成“接地氣”的產(chǎn)品，并且人們?cè)谌粘Ｉ钪斜粡V泛使用。在該轉(zhuǎn)變過(guò)程中，整個(gè)北斗產(chǎn)業(yè)鏈的諸多骨干企業(yè)逐漸發(fā)展，形成了一批新的骨干企業(yè)，這不僅為社會(huì)的發(fā)展積累了經(jīng)驗(yàn)，而且還培養(yǎng)了一批國(guó)際化人才隊(duì)伍。

6.2未來(lái)展望

現(xiàn)階段，北斗系統(tǒng)已經(jīng)得到了充分的發(fā)展，并且將來(lái)還會(huì)有更多的技術(shù)和北斗系統(tǒng)進(jìn)行融合和交叉，如很多高精度以及導(dǎo)航技術(shù)都實(shí)現(xiàn)了融合，并且與全衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了兼容，其中多源異構(gòu)融合定位是將來(lái)技術(shù)發(fā)展的方向。除此之外，北斗系統(tǒng)與AI、5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的結(jié)合也促進(jìn)了相關(guān)企業(yè)的發(fā)展[3] ，開創(chuàng)了更多的商業(yè)模式。不僅如此，北斗系統(tǒng)的出現(xiàn)催生了很多新型的高精度定位需求，這為其后續(xù)發(fā)展帶來(lái)了巨大的能量。另外，我們應(yīng)該對(duì)產(chǎn)業(yè)快速聚集、整合的發(fā)展趨勢(shì)引起重視，積極塑造企業(yè)品牌力量以及進(jìn)行國(guó)際化發(fā)展。

6.3發(fā)展建議和思考

為了保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，專利布局應(yīng)該逐漸朝著體系化的方向推進(jìn)以及從大系統(tǒng)的建設(shè)、信號(hào)體制創(chuàng)新保護(hù)等方面進(jìn)行推進(jìn)，之后還要積極推行政策鼓勵(lì)。企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)說(shuō)到底就是知識(shí)產(chǎn)權(quán)的競(jìng)爭(zhēng)，因此進(jìn)行專利保護(hù)對(duì)于百年老店的經(jīng)營(yíng)有著十分重大的意義。另外，在北斗上中下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，我們也要重視對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)、質(zhì)量、功能以及性能等多個(gè)方面的把控，確保產(chǎn)品可靠性和一致性得到進(jìn)一步提升。尤其是面對(duì)海外客戶進(jìn)行推廣的過(guò)程中，提升品牌認(rèn)可度是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

在企業(yè)的經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，信用管理是一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容，需要確保企業(yè)進(jìn)行規(guī)范運(yùn)作、穩(wěn)步經(jīng)營(yíng)、持續(xù)健康的發(fā)展，這也是這一行業(yè)對(duì)于社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過(guò)程中要充分認(rèn)識(shí)未來(lái)衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的主要特點(diǎn)，即精準(zhǔn)度更高、覆蓋區(qū)域更廣，因此北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要將發(fā)展的重點(diǎn)放在不斷提高自身的精度和抗干擾能力等方面，在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)融合。

7結(jié)束語(yǔ)

文章主要分析了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在的主要問題。要實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的突破性發(fā)展，必須明確發(fā)展目標(biāo)并做好具體工作規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，使得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能更好發(fā)揮推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。